Bearing capacity of circular foundations reinforced with geogrid sheets

The ultimate bearing capacity of a circular footing, placed over a soil mass which is reinforced with horizontal layers of circular reinforcement sheets, has been determined by using the upper bound theorem of the limit analysis in conjunction with finite elements and linear optimization. For performing the analysis, three different soil media have been separately considered, namely, (i) fully granular, (ii) cohesive frictional, and (iii) fully cohesive with an additional provision to account for an increase of cohesion with depth. The reinforcement sheets are assumed to be structurally strong to resist axial tension but without having any resistance to bending; such an approximation usually holds good for geogrid sheets. The shear failure between the reinforcement sheet and adjoining soil mass has been considered. The increase in the magnitudes of the bearing capacity factors (N-c and N-gamma) with an inclusion of the reinforcement has been computed in terms of the efficiency factors eta(c) and eta(gamma). The results have been obtained (i) for different values of phi in case of fully granular (c=0) and c-phi soils, and (ii) for different rates (m) at which the cohesion increases with depth for a purely cohesive soil (phi=0 degrees). The critical positions and corresponding optimum diameter of the reinforcement sheets, for achieving the maximum bearing capacity, have also been established. The increase in the bearing capacity with an employment of the reinforcement increases continuously with an increase in phi. The improvement in the bearing capacity becomes quite extensive for two layers of the reinforcements as compared to the single layer of the reinforcement. The results obtained from the study are found to compare well with the available theoretical and experimental data reported in literature. (C) 2014 The Japanese Geotechnical Society. Production and hosting by Elsevier B.V. All rights reserved.

High photoconductive combustion synthesized TiO2 derived nanobelts for photocatalytic water purification under solar irradiation

Drinking water scarcity is a major issue that needs to be addressed seriously. Water needs to be purified from organic pollutants and bacterial contamination. In this study, sunlight driven photocatalysis for the degradation of dyes and bacterial inactivation has been conducted over TiO2 nanoparticles (CST) and TiO2 nanobelts (CSTNB). TiO2 nanoparticles were synthesized by a solution combustion process using ascorbic acid as a fuel. Acid etched TiO2 nanobelts (CSTNB) were synthesized using combustion synthesized TiO2 as a novel precursor. The mechanism of formation of TiO2 nanobelts was hypothesized. The antibacterial activity of combustion synthesized TiO2 and acid etched TiO2 nanobelts were evaluated against Escherichia coli and compared against commercial TiO2. Various characterization studies like X-ray diffraction analysis, BET surface area analysis, diffused reflectance measurements were performed. Microscopic structures and high resolution images were analyzed using scanning electron microscopy, transmission electron microscopy. The extent of photo-stability and reusability of the catalyst was evaluated by conducting repeated cycles of photo degradation experiments and was compared to the commercial grade TiO2. The reactive radical species responsible for high photocatalytic and antibacterial activity has been determined by performing multiple scavenger reactions. The excellent charge transfer mechanism, high generation of hydroxyl and hole radicals resulted in enhanced photocatalytic activity of the acid etched TiO2 nanobelts compared to commercial TiO2 and nanobelts made from commercial TiO2.

Bearing capacity of a circular foundation on layered sand-clay media

The bearing capacity of a circular footing lying over fully cohesive strata, with an overlaying sand layer, is computed using the axisymmetric lower bound limit analysis with finite elements and linear optimization. The effects of the thickness and the internal friction angle of the sand are examined for different combinations of c(u)/(gamma b) and q, where c(u)=the undrained shear strength of the cohesive strata, gamma=the unit weight of either layer, b=the footing radius, and q=the surcharge pressure. The results are given in the form of a ratio (eta) of the bearing capacity with an overlaying sand layer to that for a footing lying directly over clayey strata. An overlaying medium dense to dense sand layer considerably improves the bearing capacity. The improvement continuously increases with decreases in c(u)/(gamma b) and increases in phi and q/(gamma b). A certain optimum thickness of the sand layer exists beyond which no further improvement occurs. This optimum thickness increases with an increase in 0 and q and with a decrease in c(u)/(gamma b). Failure patterns are also drawn to examine the inclusion of the sand layer. (C) 2015 The Japanese Geotechnical Society. Production and hosting by Elsevier B.V. All rights reserved.

Developing effective restoration plans to tackle the widespread impairment of coastal swimming and shellfishing waters

Congress established a legal imperative to restore the quality of our surface waters when it enacted the Clean Water Act in 1972. The act requires that existing uses of coastal waters such as swimming and shellfishing be protected and restored. Enforcement of this mandate is frequently measured in terms of the ability to swim and harvest shellfish in tidal creeks, rivers, sounds, bays, and ocean beaches. Public-health agencies carry out comprehensive water-quality sampling programs to check for bacteria contamination in coastal areas where swimming and shellfishing occur. Advisories that restrict swimming and shellfishing are issued when sampling indicates that bacteria concentrations exceed federal health standards. These actions place these coastal waters on the U.S. Environmental Protection Agencies’ (EPA) list of impaired waters, an action that triggers a federal mandate to prepare a Total Maximum Daily Load (TMDL) analysis that should result in management plans that will restore degraded waters to their designated uses. When coastal waters become polluted, most people think that improper sewage treatment is to blame. Water-quality studies conducted over the past several decades have shown that improper sewage treatment is a relatively minor source of this impairment. In states like North Carolina, it is estimated that about 80 percent of the pollution flowing into coastal waters is carried there by contaminated surface runoff. Studies show this runoff is the result of significant hydrologic modifications of the natural coastal landscape. There was virtually no surface runoff occurring when the coastal landscape was natural in places such as North Carolina. Most rainfall soaked into the ground, evaporated, or was used by vegetation. Surface runoff is largely an artificial condition that is created when land uses harden and drain the landscape surfaces. Roofs, parking lots, roads, fields, and even yards all result in dramatic changes in the natural hydrology of these coastal lands, and generate huge amounts of runoff that flow over the land’s surface into nearby waterways. (PDF contains 3 pages)

Bioaerossóis na indústria farmacêutica

Este estudo teve como finalidade, testar uma barreira contra a contaminação microbiológica em placas de contato, utilizadas em monitoramento de salas limpas para fabricação de produtos farmacêuticos estéreis. Durante o ano de 2007, foram realizados testes de contato com a utilização da mencionada barreira, e os resultados foram comparados com dados dos anos de, 2004, 2005 e 2006, quando a barreira não foi utilizada. Os ambientes utilizados para os testes foram duas salas limpas de uma planta farmacêutica localizada no Rio de Janeiro. Nos mencionados ambientes é necessário o uso de uma vestimenta especial, de forma a evitar que partículas do corpo dos operadores, bactérias e fungos, migrem para a superfície externa do uniforme e coloquem em risco a esterilidade dos produtos. Sendo assim, foi proposta a colocação de uma camiseta diretamente sobre a pele do operador durante todo o ano de 2007 de forma a evitar ou reduzir a possibilidade de migração dessas partículas; e os resultados foram comparados com os anos de 2004, 2005 e 2006, quando a camiseta não foi usada. Os testes demonstraram que houve uma redução de cerca de 50% na ocorrência de placas contaminadas. Com relação ao número total de colônias formadas, a redução foi de 75% na comparação com os anos de 2004 e 2005 e de 50% com relação ao ano de 2006

Avaliação regional da contaminação por hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) na região costeira do sudeste do Brasil usando mexilhões (Perna perna Linneaus 1758) como biomonitores

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a presença e a distribuição de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) em mexilhões coletados em 23 estações, divididas em três regiões: (i) cultivos localizados no Estado do Rio de Janeiro (7 estações) e em Ubatuba/SP (1 estação); (ii) áreas costeiras no Estado do Rio de Janeiro (7 estações) e (iii) na Baía de Guanabara/RJ (8 estações). Os HPAs foram determinados em triplicata de cada estação, sendo cada réplica formada por uma média de 10 indivíduos, através de cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrometria de massas (GC/MS), totalizando 38 compostos entre parentais e alquilados. A concentração média do total de HPAs nos cultivos, excluindo o cultivo de Mombaça (Ilha Grande), foi de 24,7 22,3 ng g-1, para as áreas costeiras foi de 89,7 25,8 ng g-1 e para a Baía de Guanabara, 760,9 456,3 ng g-1. Esses resultados indicam que os cultivos (exceto Mombaça) e as áreas costeiras selecionadas apresentam baixos níveis de contaminação. Já na Baía de Guanabara, os resultados foram comparáveis a dados pretéritos e confirmam o estado de degradação ambiental da baía. Na amostra coletada no cultivo de Mombaça, a alta concentração do total de HPAs (584 ng g-1) e a predominância de compostos alquilados sobre parentais sugerem contaminação relativamente alta por hidrocarbonetos petrogênicos. A análise de agrupamento, considerando o total de HPAs, confirmou a separação entre as três áreas coletadas, mas com algumas exceções: (i) o cultivo de Mombaça assemelha-se ao grupo da Baía de Guanabara; (ii) a estação da Praia Vermelha, na saída da Baía de Guanabara, se assemelha com áreas costeiras fora da baía; (iii) as estações Ilha Redonda, Ilha Comprida e Pontal, distantes mais de 5 km da costa, se agruparam com os cultivos. Somente nas amostras da Baía de Guanabara foi possível avaliar a origem dos HPAs através da análise de componentes principais (PCA). A maioria das amostras da baía apresenta contaminação por fontes mistas de hidrocarbonetos, e apenas na praia Vermelha o aporte pirolítico é mais significativo. Por fim, ressalta-se que os níveis de HPAs nos mexilhões das três áreas ficaram abaixo de valores de referência exigidos internacionalmente para o consumo humano. No entanto, é necessário uma análise de risco específica para melhor compreender a qualidade do mexilhão para consumo humano, particularmente os da Baía de Guanabara.

Programas de pagamento por serviços ambientais na gestão dos recursos hídricos: a experiência do FUNBOAS na bacia Lagos São João - RJ.

Os programas de Pagamento por Serviços Ambientais (PSA) correspondem a incentivos a quem ajuda a manter ou a produzir os serviços ecossistêmicos. O presente trabalho preocupou-se com a compreensão sobre a real contribuição destes programas de PSA para a gestão sustentável dos recursos hídricos, destacando o caso do programa FUNBOAS - Fundo de Boas Práticas Sócio Ambientais, criado pelo Comitê de Bacias Hidrográficas Lagos São João (CBHLSJ). Para atingir o objetivo proposto e entender os impactos do programa na microbacia, foram utilizadas informações fornecidas pelo CBHLSJ e foram realizadas visitas em campo, onde amostras de água foram coletadas para análise de parâmetros físico-químicos (pH, turbidez, NH3, P, OD, DQO e COT) e entrevistas com a população local foram realizadas. O FUNBOAS é um mecanismo de incentivo técnico e financeiro aos que ajudam a conservar os recursos hídricos e é alimentado com recursos oriundos da cobrança pelo uso da água da bacia. De uma forma geral, foi possível observar que o FUNBOAS possibilitou que os agricultores da microbacia beneficiada adotassem práticas de manejo mais sustentáveis, colaborando para a prestação dos serviços ecossistêmicos. Os resultados das análises de água indicaram que ainda existem pontos críticos de contaminação na microbacia, onde é necessário que medidas sejam tomadas para recuperar a qualidade da água do córrego. As entrevistas possibilitaram demonstrar que o FUNBOAS afetou o modo de vida dos produtores rurais da microbacia de forma positiva, melhorando a qualidade de vida das famílias beneficiadas. Também foi constatada a importância da preservação das florestas nativas na conservação da qualidade da água e dos trabalhos de educação ambiental na capacitação da população e na conscientização sobre a preservação dos recursos naturais. Além disso, o monitoramento ambiental da qualidade da água demonstrou ser uma ferramenta fundamental em programas de PSA em recursos hídricos, pois podem embasar a tomada de decisão, apontar pontos críticos de intervenção e evidenciar os impactos das ações, servindo para o acompanhamento dos resultados alcançados pelo programa. De uma forma geral, os resultados alcançados por esta pesquisa permitem concluir que programas de PSA são importantes instrumentos de gestão sustentável dos recursos hídricos, uma vez que possibilitam a preservação dos ecossistemas, colaborando com desenvolvimento socioeconômico das comunidades afetadas.

真空中有机污染物对TiO2/SiO2介质膜损伤阈值的影响

本文主要研究了真空中有机污染物对薄膜阈值的影响。采用电子枪蒸镀的方式制备了由TiO2/SiO2两种材料组合而成的1064nm高反膜，分别在大气和真空中对其损伤阈值进行了测量。发现在真空中污染物易黏附于光学元件表面，导致损伤；真空中的氧分子会加速损伤过程，根据破斑形貌的分析认为是由于在激光作用下氧分子与有机污染物发生反应造成的；真空中的有机污染物被去除后，真空和大气中的损伤阈值差别不大，破斑形貌相似。结果表明有机污染物是真空中损伤阈值降低的主要原因。

真空室内金属杂质污染对光学薄膜性能的影响

真空室内金属粒子污染是降低激光薄膜性能的一个重要因素。采用高真空残余气体分析仪,对薄膜沉积过程中的气氛进行分析。发现由黄铜制作的加热灯架在工作时会分解出Zn,在这种条件下沉积薄膜,会使薄膜中掺入金属杂质,导致薄膜激光破坏阈值降低。采用表面分析技术对薄膜的组分进行分析,证实薄膜中锌杂质的存在。激光破坏实验证明,含有锌杂质的薄膜的破坏阈值明显降低。

Composição, origem e distribuição de hidrocarbonetos em sedimentos marinhos nas principais regiões portuárias da costa sudeste brasileira

Regiões onde existem atividades portuárias estão mais susceptíveis à contaminação por hidrocarbonetos devido ao trânsito de embarcações e as operações de carga/descarga e, consequentemente, estão mais vulneráveis a sofrer impactos ambientais. Este trabalho avaliou a composição, distribuição e origem de hidrocarbonetos em oito regiões portuárias da costa sudeste brasileira: Santos-SP, São Sebastião-SP, Angra dos Reis-RJ, Itaguaí-RJ, Rio de Janeiro-RJ, Arraial do Cabo-RJ, Macaé-RJ e Vitória-ES. Foram coletadas amostras de sedimentos marinhos superficiais (02 cm) em duas campanhas (2009 e 2010). Para a análise dos hidrocarbonetos alifáticos e dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) foram utilizadas cromatografia em fase gasosa com detector de ionização de chama e cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massas, respectivamente. As concentrações médias e os desvios-padrão do Total de nalcanos (μg g-1), Total de Alifáticos (μg g-1), HPAs Totais (ng g-1) e 16 HPAs prioritários (ng g-1) encontrados foram 6,55 4,52, 123,16 86,12, 1470,24 958,41 e 653,93 482,81 na região do porto de Santos-SP; 2,69 1,16, 35,29 15,22, 756,25 350,28 e 142,35 142,35 na região do porto de São Sebastião-SP; 3,11 2,34, 56,99 78,39, 777,62 821,32 e 82,33 84,62 na região do porto de Angra dos Reis-RJ; 5,58 3,28, 26,55 12,19, 1221,15 1070,87 e 92,28 93,14 na região do porto de Itaguaí-RJ; 5,09 2,03, 179,22 108,16, 3547,27 3081,18 e 1879,05 1792,69 na região do porto do Rio de Janeiro; 1,63 2,15, 51,54 39,50, 366,26 222,89 e 194,83 141,65 na região do porto de Arraial do Cabo-RJ; 3,92 2,69, 50,42 81,30, 643,97 637,61 e 182,46 265,87 na região do porto de Macaé-RJ; e 4,78 4,05, 45,31 32,84, 868,78 874,56 e 258,84 142,89 na região do porto de Vitória-ES, respectivamente. O nível de contaminação por hidrocarbonetos nas regiões estudadas variou de baixo a muito alto, mostrando que estes níveis não são diretamente compatíveis com o tamanho e o desenvolvimento urbano em torno de cada porto. Para a avaliação das fontes de contaminação foram usadas razões diagnósticas selecionadas da literatura. A mistura de fontes (pirolítica e petrogênica) foi considerada predominante na maioria das áreas, indicando a influência das atividades dos portos e dos aportes de entradas de contaminação por vias urbanas, industriais e atmosféricas.

Quantificação e avaliação da biodisponibilidade de metais em sedimentos na Baía da Ribeira RJ

A toxicidade dos metais em ambientes aquáticos está relacionada à sua biodisponibilidade e esta, por sua vez, pode ser influenciada por diversos fatores. As características do sedimento fazem dele um importante compartimento para avaliação do nível de contaminação no ambiente aquático. A presente pesquisa teve por objetivo quantificar e avaliar a biodisponibilidade de metais em sedimentos da baía da Ribeira. Nessa região, encontram-se os bairros mais populosos de Angra dos Reis RJ. Essa baía está localizada na parte nordeste da baía da Ilha Grande, que consiste de um espaço pesqueiro, turístico e de importante valor econômico e industrial. Foram coletados 12 sedimentos na baía da Ribeira e determinados os teores dos metais Al, Cu, Cd , Cr, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn, através da extração com água régia (protocolo BCR-701), e o potencial de toxicidade dos metais Cd, Cu, Ni, Pb e Zn pelo método de extração dos sulfetos voláteis em meio ácido e quantificação dos metais extraídos simultaneamente (em inglês Acid Volatile Sulfide and Simultaneously Extracted Metal, AVS/SEM). Também foram efetuadas medidas de pH, potencial redox (Eh), carbono orgânico, fósforo total e granulometria. Através desses dados, foi possível estudar correlações entre essas variáveis. As concentrações de cada metal são similares nas diferentes localizações dos sedimentos e não apresentam significativas diferenças com relação a estudos reportados para a área, com exceção do Pb que apresentou a mais alta concentração já reportada. Os valores de SEM/AVS (entre 0,02 e 0,2) menores que 1, indicam que há quantidade de sulfetos suficiente para o aprisionamento dos metais investigados. As correlações obtidas através da Análise dos Componentes Principais demonstram relação direta entre as concentrações da maioria dos metais extraídos por água-régia (Ni, Fe, Cr, Cu, Zn); entre os metais Mn, Pb, Al e o fósforo total; entre os teores de matéria orgânica, carbono orgânico total, fósforo total com as frações finas de silte e argila com o Eh. Os resultados sugerem que a região não sofre influência significativa de fontes antrópicas em relação a metais e que, segundo o AVS/SEM, esses se encontram pouco disponíveis para o ambiente e, portanto, apresentam baixo potencial tóxico

Efecto del glifosato en la morfologia del tubo dogestivo y en la actividad acetilcolinesterasa de la lombriz Eisenia fetida

[EUS] Gaur egun produktu kimiko ugari erabiltzen dira nekazaritzaren produktibitatea emendatzeko eta modu honetan nekazaritza-produktuen etekin eta kalitatea hobetzeko asmoz. Hala ere, produktu kimiko hauek ekosisteman izan ditzaketen hilgarriak ez diren eraginak askotan ez dira kontuan hartzen. Azken urteotan osagai aktibo gisa glifosatoa duten herbiziden erabilera emendatu da. Lan honetan, glifosatoak ingurunean sor ditzakeen eraginak ikertu nahi izan dira, lurzoruan oso ugaria den Eisenia fetida zizarea adierazle biologiko gisa erabiliz. Esperimentuan 10 indibiduo helduz osaturiko 4 populazio erabili ziren, zeinak 14 egunez tratamendu desberdinetan ezarri ziren (kontrola, 50, 500 eta 5000 mg glifosato/Kg lur lehor). Glifosato kontzentrazio desberdinek ez zuten zizareen hilkortasunean edo pisuaren aldaketan eraginik izan. Hala ere, digestio-hodiaren epitelioaren morfologian eta azetilkolinesterasaren jardueran aldaketak behatu ziren. Glifosato kontzentrazio baxueneko ontziko zizareetan digestio-hodiko epitelioaren altueraren uniformetasun falta behatu zen, glifosato kontzentrazio ertaineko ontziko zizareetan orokorrean epitelioaren altuera txikiagoa zen, eta glifosato kontzentrazio handieneko ontziko zizareetan digestio-hodien borobiltasuna eta epitelioaren jarraitasuna galdu zen. Azetilkolinesterasaren jardueraren murrizpena behatu zen glifosatodun lurretan egondako zizareetan. Esperimentu honetan erabilitako glifosato kontzentrazioek zizareengan hilgarriak ez diren aldaketak sortzen dituzte, aztertutako biomarkatzaileak etorkizuneko ekotoxikologia testetan erabilgarriak izan daitezkeelarik.

Mechanical and leaching behaviour of slag-cement and lime-activated slag stabilised/solidified contaminated soil.

Stabilisation/solidification (S/S) is an effective technique for reducing the leachability of contaminants in soils. Very few studies have investigated the use of ground granulated blast furnace slag (GGBS) for S/S treatment of contaminated soils, although it has been shown to be effective in ground improvement. This study sought to investigate the potential of GGBS activated by cement and lime for S/S treatment of a mixed contaminated soil. A sandy soil spiked with 3000mg/kg each of a cocktail of heavy metals (Cd, Ni, Zn, Cu and Pb) and 10,000mg/kg of diesel was treated with binder blends of one part hydrated lime to four parts GGBS (lime-slag), and one part cement to nine parts GGBS (slag-cement). Three binder dosages, 5, 10 and 20% (m/m) were used and contaminated soil-cement samples were compacted to their optimum water contents. The effectiveness of the treatment was assessed using unconfined compressive strength (UCS), permeability and acid neutralisation capacity (ANC) tests with determination of contaminant leachability at the different acid additions. UCS values of up to 800kPa were recorded at 28days. The lowest coefficient of permeability recorded was 5×10(-9)m/s. With up to 20% binder dosage, the leachability of the contaminants was reduced to meet relevant environmental quality standards and landfill waste acceptance criteria. The pH-dependent leachability of the metals decreased over time. The results show that GGBS activated by cement and lime would be effective in reducing the leachability of contaminants in contaminated soils.